ментам. Цей метал плавиться при досить високій температурі (одна тисяча шістсот шістьдесят вісім ± 4 ° С) і кипить при 3300 ° С, прихована теплота плавлення і випаровування титану майже в два рази більше, ніж у заліза.
Відомі дві аллотропические модифікації титану. Низькотемпературна альфа-модифікація, існуюча до 882,5 ° С і високотемпературна бета-модифікація, стійка від 882,5 ° С до температури плавлення.
За щільністю і питомої теплоємності титан займає проміжне місце між двома основними конструкційними металами: алюмінієм і залізом. Варто також відзначити, що його механічна міцність приблизно вдвічі більше, ніж чистого заліза, і майже в шість разів вище, ніж алюмінію. Але титан може активно поглинати кисень, азот і водень, які різко знижують пластичні властивості металу. З вуглецем титан утворює тугоплавкі карбіди, володіють високою твердістю.
Титан має низьку теплопровідність, яка в 13 разів менше теплопровідності алюмінію і в 4 рази - заліза. Коефіцієнт термічного розширення при кімнатній температурі порівняно малий, з підвищенням температури він зростає.
Модулі пружності титану невеликі і виявляють істотну анізотропію. З підвищенням температури до 350 ° С модулі пружності зменшуються майже за лінійним законом. Невелике значення модулів пружності титану - суттєвий його недолік, тому в деяких випадках для отримання досить жорстких конструкцій доводиться застосовувати великі перетину виробів в порівнянні з тими, які слідують з умов міцності.
Титан має досить високий питомий електроопір, що у залежності від вмісту домішок коливається в межах від 42 · 10-8 до 80 · 10-6 Ом · см. При температурах нижче 0,45 К він стає надпровідником.
Титан - парамагнітний метал. У парамагнітних речовин магнітна сприйнятливість при нагріванні зазвичай зменшується. Титан становить виняток з цього правила - його сприйнятливість істотно збільшується з температурою.
Переваги/недоліки титану
Переваги: ??
мала щільність (4500 кг/м3) сприяє зменшенню маси використовуваного матеріалу;
висока механічна міцність. Варто відзначити, що при підвищених температурах (250-500 ° С) титанові сплави по міцності перевершують високоміцні сплави алюмінію і магнію;
надзвичайно висока корозійна стійкість, обумовлена ??здатністю титану утворювати на поверхні тонкі (5-15 мкм) суцільні плівки оксиду ТiO2, міцно пов'язані з масою металу;
питома міцність (відношення міцності і щільності) кращих титанових сплавів досягає 30-35 і більше, що майже вдвічі перевищує питому міцність легованих сталей.
Недоліки:
висока вартість виробництва, титан значно дорожче заліза, алюмінію, міді, магнію;
активна взаємодія при високих температурах, особливо в рідкому стані, з усіма газами, складовими атмосферу, в результаті чого титан і його сплави можна плавити лише у вакуумі або в середовищі інертних газів;
труднощі залучення у виробництво титанових відходів;
погані антифрикційні властивості, обумовлені налипанням титану на багато матеріали, титан в парі з титаном не може працювати на тертя;
висока схильність титану і багатьох його сплавів до водневої крихкості і сольовий корозії;
погана оброблюваність різанням, аналогічна оброблюваності нержавіючих сталей аустенітного класу;
велика хімічна активність, схильність до зростання зерна при високій температурі і фазові перетворення при зварювальному циклі викликають труднощі при зварюванні титану.
Застосування титану
Титанові сплави відіграють велику роль в авіаційній техніці, де прагнуть отримати найбільш легку конструкцію в поєднанні з необхідною міцністю. Титан легкий в порівнянні з іншими металами, але в той же час може працювати при високих температурах (див. Рис.2). З титанових сплавів виготовляють обшивку, деталі кріплення, силовий набір, деталі шасі, різні агрегати. Також дані матеріали застосовуються в конструкціях авіаційних реактивних двигунів. Це дозволяє зменшити їхню масу на 10-25%. З титанових сплавів виробляють диски і лопатки компресора, деталі повітрозабірника і направляючого апарату, кріплення.
Також титан і його сплави використовують в ракетобудуванні. Зважаючи короткочасної роботи двигунів і швидкого проходження щільних шарів атмосфери в ракетобудуванні значною мірою знімаються проблеми втомної міцності, статичної витривалості і почасти повзучості.
Технічний титан через недостатньо високою теплопрочності не придатний для застосування в авіац...
